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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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雷射修邊技術 降低超薄玻璃破片風險

撰文/陳玉鳳 圖片提供/工研院

智慧行動裝置愈趨輕薄並具可撓性,做為重要組件之一,玻璃基板的厚度甚至已降至0.2毫米以下,因此切割後在邊緣所產生的微裂痕(micro-crack),極易引發破片危機。針對此問題,工研院開發完成「雷射無痕玻璃削整設備」,利用獨步全球的超薄玻璃雷射修邊技術,可大幅降低玻璃基板的破片機率。

超薄玻璃在經過機械或雷射切割後,會在玻璃邊緣形成微裂痕(micro-crack),導致玻璃承受外應力的強度變弱,只要製程及搬運過程中稍有不慎,就可能造成微裂紋成長而產生破片,這對於良率是一大威脅。目前業界用來消除超薄玻璃邊緣缺陷一般都用以下二種方法:一是以高分子材料包覆缺陷處補強;另一種方式則將玻璃邊緣缺陷以雷射熔融後再固化成型,而工研院則是採用截然不同的創新思維。

「我們是利用雷射連續照射玻璃周圍,讓邊緣產生溫度梯度,如此玻璃內部會產生應力,使玻璃斷面劈裂出一層玻璃屑,藉此就能連續移除周圍裂紋。」工研院南分院積層製造與雷射應用中心副經理李閔凱說明「雷射無痕玻璃削整設備」的核心技術。

跨領域技術合作 成果驚艷業界

此項技術是由工研院南分院與電子與光電研究所共同合作的成果,電光所的專長為後端製程應用,南分院則擅長雷射系統及製程技術。在此計畫中,南分院雷射削整玻璃的核心專利發想,提供電光所雷射加工機臺及模擬製程,電光所則發揮後端應用及製程驗證能力,反覆驗證測試,短短半年就做試出最佳參數,讓多層超薄玻璃彎折強度達到500MPa以上。

這項超薄玻璃雷射修邊技術開發成果驚豔國內外業界,「我們完成了德日廠商都驚豔的突破。」工研院電光所副所長胡紀平表示。「雷射無痕玻璃削整設備」在成本、處理時間的表現都非常傑出,甚至優於知名業者,目前已應用於日本NEG國際玻璃大廠。「工研院的創新技術能讓超薄玻璃彎折強度由傳統的100MPa增強至350MPa,甚至高達500MPa 以上,並能應用於0.1mm的多層超薄玻璃上,有效降低破片風險。」李閔凱說。

積極布局專利 建立完整供應鏈

工研院開發完成的超薄玻璃雷射修邊技術,可有效解決超薄玻璃未來產業化所面臨切割後強度不足的問題,讓玻璃基板強度更高、更輕薄,可應用於觸控面板、軟性基板、顯示器、OLED照明、穿戴式裝置等,另外,此技術也能應用在厚玻璃與多層玻璃結構的產品上,例如手機保護玻璃外型或內孔、手機玻璃保護貼等。

目前相關技術已申請臺灣、中國大陸及日本等地專利,並陸續推廣至國際玻璃大廠。工研院並將於未來兩年內協助臺灣產業建立從超薄玻璃設計至整合生產的完整產業供應鏈,讓臺灣在全球超薄玻璃產業中發揮更大的影響力。

工研院開發出「雷射無痕玻璃削整設備」,可讓0.1毫米的多層超薄玻璃經削整後,彎折強度達到 500MPa 以上。
工研院開發出「雷射無痕玻璃削整設備」,可讓0.1毫米的多層超薄玻璃經削整後,彎折強度達到 500MPa 以上。



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